CN107081786A - 一种机器人臂助力装置 - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明的目的是提供一种机器人臂助力装置，包括设置在机器人一轴旋转座上或者基座上的至少一个助力动力源（如气缸、弹簧、配重）、与动力源输出端连接的传动具，传动具另一端与机器人臂直接或间接连接。机器人臂受负载作用向外摆动做倾俯动作时，助力动力源通过传动具向机器人臂提供抵抗负载重力的反向助力，能很好满足机器人臂在不同姿态时的助力要求。此方式能够提供足够大的辅助力，而且能够很好地隐蔽，不占用机器人运动空间。

Description

一种机器人臂助力装置
技术领域
本发明属于机器人驱动技术，尤其是一种关节型机器人第一节臂运动的助力装置。
背景技术
目前，机器人助力装置在重型码垛、搬运机器人上普遍使用，具体措施有加配重、弹簧、气弹簧等等。但是，由于体积和重量限制，它们都难以提供持续的、满足不同姿态需要的、足够的辅助力。由于其占用空间，还妨碍机器人运行。一定程度限制了重型机器人的大型化。
发明内容
为克服上述缺点，本发明的目的是提供一种助力装置,用于机器人臂尤其是第一节臂的助力，其能够提供足够大的辅助力，而且能够很好地隐蔽，不占用机器人运动空间。不但如此，它还能根据机器人各种姿态下的对助力大小的要求，设计形状和参数。
其包括设置在机器人一轴旋转座上或者基座上的至少一个助力动力源（如气缸、弹簧、配重）、与动力源输出端连接的传动具，传动具另一端与机器人臂直接或间接连接。间接连接时，机器人臂上设置过渡块，该过渡块与机器人臂活动连接，传动具先与过渡块连接。为了不妨碍机器人转动，传动具与助力动力源和机器人臂的连接是铰接甚至是万向铰接，也可以活动连接，可以相对机器人臂做有限位的滑动或转动。
另外一个区别于已有技术的改进之处是，助力动力源的主体位于机器人基座轮廓范围内，安装在一轴旋转体或基座上，或者说，其处于机器人臂的下方。所以，此方式有隐蔽性，还靠近旋转中心，即使规格体积较大，也没有对附近构件的妨碍，没有大的运动惯性。
传动具与机器人臂活动连接，可以相对机器人臂做有限位的滑动或转动。
进一步的优化方案是，过渡块设计有弧形或折线外缘，传动具可以是多节的或柔性的，例如链条或绳索等，附在过渡块的弧形或折线轮廓上。弧的形状可以是标准圆弧，也可以是根据机器人不同姿态助力需要计算出的其它曲线。
进一步的优化方案是，过渡块与机器人臂活动连接，例如，两者铰接连接，并且可以相对转动。
进一步的优化方案是，助力动力源位于机器人本体以外的位置，传动具与机器人臂连接点位于机器人旋转轴承平面的上侧，经过机器人旋转轴承内孔向下延伸，与助力动力源输出端连接。还可设置一个支撑传动具的导轮，传动具经过该导轮变向后与助力动力源输出端连接，这样，助力动力源可设置在机器人本体以外的任一位置。
再一种情况设计，过渡块可以相对机器人臂运动，机器人臂收缩到一定程度，不再需要助动力时，过渡块与机器人臂的传力接触面分离，不再提供助力。
工作时，动力源通过传动具和过渡块向机器人臂提供助动力。机器人臂向外摆动越多，动力源被压缩比越大，产生的应力越大,加上合适的弧形臂造型设计，此方式能很好满足机器人臂助力要求。而且，由于动力源可以被隐藏在一轴旋转体和基座轮廓内，可以做的规格较大，也不影响机器人各种姿态运行，不对环境造成干涉。
该装置不但可以向机器人第一节臂提供助动力，传动具通过导向装置还可以向其它节臂输送助动力。
附图说明
附图 1是本发明的一种结构示意图。
附图 2是本发明的另一种结构示意图。
附图 3是本发明的再一种结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1。
如图 1所示，本例为一种用于机器人第一节臂的助力装置,其包括设置在机器人基座（1）上的一个由弹簧组构成的助力动力源（2）、与助力动力源输出端连接的杆状传动具（4），传动具另一端与机器人臂（5）直接绞接。
工作中，当机器人臂（5）受负载作用向外摆动做倾俯动作时，机器人臂通过传动具（4）拉动助力动力源（2）的出力端向上提升，此时，助力动力源（2）中的弹簧受力压缩，通过传动具（4）向机器人臂提供抵抗负载重力的反向助力，机器人臂向外摆动越多，助力动力源（2）被压缩越多，产生的反作用力越大,此方式能很好满足机器人臂在不同姿态时的助力要求。而且，由于助力动力源（2）被隐藏在一轴旋转座（3）和基座（1）轮廓内，还靠近旋转中心，可以做的规格较大，没有大的运动惯性，也不影响机器人以各种姿态运动，不对运行环境造成干涉。
同理，助力动力源中用于提供助动力的元件不但可以是弹簧，也可以是气缸或者是配重块。
实施例2。
如图 2所示，本实施例的其他结构与实施例1相同，不同之处在于：本例助力动力源（2）是设置在一轴旋转座（3）上，随旋转座旋转；传动具（4）是通过在机器人臂上固定的过渡块（6）与机器人臂（5）活动连接的，过渡块（6）设计有弧形外缘；传动具（4）是柔性的链条，附在过渡块（6）的弧形轮廓上。
工作时，机器人臂带动过渡块摆动，过渡块通过传动链条拉动助力动力源的出力端，随着机器人臂的摆角变化，传动链条在过渡块的弧形轮廓上始终保持链条对助力源的作用力方向相对恒定，这样，可以避免机器人臂摆角较大时传动具绞支点靠近旋转中心而造成的实际助力下降，且消除了传动具对助力动力源产生的横向分力，使助力动力源对机器人臂的助力更稳定，损耗更小。
实施例3。
本实施例的其他结构与实施例2相同，不同之处在于：过渡块（6）是铰接在机器人臂（5）上的, 机器人臂上设有限位，过渡块可以相对机器人臂在限位行程内摆动，机器人臂收缩到一定程度，不再需要助动力时，过渡块与机器人臂的限位分离，不再提供助力。
实施例4。
如图 3所示，本实施例的其他结构与实施例2相同，不同之处在于：本例的助力动力源（2）是在机器人本体之外，水平固定在机器人安装基础内或机架上；柔性的传动具（4）经过机器人旋转轴承内孔向下延伸至机器人基座外，通过导向轮（7）变向后与助力动力源输出端连接。
以上对本发明所提供的机器人臂助力装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种机器人臂助力装置，其特征在于，包括设置至少一个助力动力源（如气缸、弹簧、配重）、与动力源输出端连接的传动具，传动具另一端与机器人臂直接或间接连接。
2.根据权利要求1所述的助力装置，其特征在于，所述助力动力源主体设置于机器人基座轮廓范围内，安装在一轴旋转体或基座上。
3.根据权利要求1所述的助力装置，其特征在于，所述传动具与机器人臂连接点位于机器人旋转轴承平面的上侧，经过机器人旋转轴承内孔向下延伸，与助力动力源输出端连接。
4.根据权利要求3所述的助力装置，其特征还在于，包括一个支撑传动具的导轮，传动具经过该导轮，与助力动力源输出端连接。
5.根据权利要求1所述的助力装置，其特征在于，所述机器人臂上安装有边缘有弧形或折线的过渡块，传动具是多节的或柔性的，贴附在过渡块外缘上。
6.根据权利要求1所述的助力装置，其特征在于，所述传动具与机器人臂活动连接，可以相对机器人臂做有限位的滑动或转动。
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